Duo membránovo štiepiacich hubových proteínov spojených s respiračnými alergiami

Vedci z Národného inštitútu biologických vied v Pekingu uvádzajú, že dva proteíny tvoriace póry z bežnej plesne Alternaria alternata prepichujú epitelové membrány dýchacích ciest a spúšťajú signály, ktoré vedú k alergickému zápalu dýchacích ciest.

Alergény, ktoré spúšťajú imunitu typu 2 – ako sú roztoče, peľ a spóry plesní – sú si štrukturálne podobné. Receptory rozpoznávania vzorcov reagujú na bakteriálne a vírusové hrozby, zatiaľ čo reakcie typu 2 zrejme detekujú poškodenie tkaniva.

Signálna dráha MAPK funguje ako molekulárny prepínač vo vnútri epitelových buniek a prekladá vonkajší stres do príkazov na úrovni génov. Cytokín IL-33 je „alarmový signál“, ktorý je normálne uložený v jadrách buniek dýchacích ciest, ale náhle sa uvoľní, keď sú membrány poškodené, čím aktivuje vrodené imunitné bunky a riadi reakciu. Pri alergickom zápale dýchacích ciest aktivita MAPK zosilňuje programy iniciované IL-33, čím sa obe tieto molekulárne zložky dostávajú do centra zápalového procesu.

V štúdii s názvom „Perforácia epitelovej bunkovej membrány vyvoláva alergický zápal dýchacích ciest“, publikovanej v časopise Nature, vedci vyvinuli stratégiu na čistenie a obnovu systému s cieľom otestovať, či by hubové proteíny mohli spustiť zápal typu 2 prostredníctvom mechanizmov rozpoznávania epitelu.

Ako experimentálne modely boli použité ľudské pľúcne epitelové bunkové línie a opakované intranazálne podávanie proteínov myšiam, pričom sa monitorovala skorá aktivácia uvoľňovaním IL-33, fosforylácia MAPK a expresia génov súvisiaca so zápalom.

Výskumníci objavili dva proteíny z plesne Alternaria alternata, nazývané Aeg-S a Aeg-L, ktoré spoločne prepichujú membrány buniek dýchacích ciest. Mikroskopické snímky ich ukazujú spojené v kruhovej „vŕtanej“ štruktúre. Pri nízkych dávkach vápnik vstupuje do buniek a spúšťa kaskádu MAPK; pri vyšších koncentráciách sa bunky rozkladajú a uvoľňujú „poplašný“ IL-33. Ani jeden z proteínov nie je aktívny samostatne.

Blokovanie vstupu vápnika alebo inhibícia kaskády MAPK úplne zastaví všetky následné reakcie. Vdýchnutie dvojice proteínov u myší spôsobuje klasické príznaky alergie: hromadenie eozinofilov v pľúcach, aktiváciu T-helper 2 buniek a prudký nárast hladín IgE, zatiaľ čo pleseň, ktorej chýba jeden z proteínov, nevyvoláva zápal dýchacích ciest.

Šesť štrukturálne nesúvisiacich toxínov tvoriacich póry – z húb, baktérií, annelid a cnidarií – vyvolalo podobné zmeny v epitelových a imunitných odpovediach pri vdýchnutí, vrátane uvoľňovania IL-33 a aktivácie MAPK v epitelových bunkách aj bez spätnej väzby IL-33.

Zistenia naznačujú, že perforácia membrány je telom vnímaná ako signál nebezpečenstva a je dostatočná na spustenie imunitných dráh typu 2 v epiteli dýchacích ciest. Autori naznačujú, že mnohé zdanlivo nesúvisiace alergény a jedy obsahujú proteíny tvoriace póry a že perforácia môže vysvetľovať, prečo takéto rozdielne podnety spôsobujú podobný zápal dýchacích ciest.